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KR101623729B1 - Flip Flop Circuit with Low Power and High Speed - Google Patents

Flip Flop Circuit with Low Power and High Speed Download PDF

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Publication number
KR101623729B1
KR101623729B1 KR1020140180589A KR20140180589A KR101623729B1 KR 101623729 B1 KR101623729 B1 KR 101623729B1 KR 1020140180589 A KR1020140180589 A KR 1020140180589A KR 20140180589 A KR20140180589 A KR 20140180589A KR 101623729 B1 KR101623729 B1 KR 101623729B1
Authority
KR
South Korea
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transistor
node
power supply
voltage
supply voltage
Prior art date
Application number
KR1020140180589A
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Korean (ko)
Inventor
승문 유 스캇
안종현
정민철
이현석
김준석
Original Assignee
(주)에이디테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

저전력 고속 처리가 가능한 플립플랍 회로가 개시된다. 본 발명의 플립플랍 회로는 내부 클럭으로 반전클럭(CKB) 하나만을 사용함으로써, 데이터 처리 과정에서 내부 게이트 지연을 최대한 줄임으로써 고속의 래치 동작이 가능하다. 더불어, 소모되는 전류도 줄일 수 있다. 한편, 본 발명의 플립플랍 회로는 입력 데이터에 관계없이 출력(Q)와 더불어 반전출력(QB)를 시간 지연이 없이 동시에 구동할 수 있다. A flip-flop circuit capable of low-power high-speed processing is disclosed. The flip-flop circuit of the present invention uses only one inverted clock (CKB) as an internal clock, thereby enabling a high-speed latch operation by minimizing the internal gate delay during data processing. In addition, the current consumed can be reduced. On the other hand, the flip-flop circuit of the present invention can simultaneously drive the inverted output (QB) together with the output (Q) irrespective of the input data without a time delay.

Figure R1020140180589
Figure R1020140180589

Description

저전력 고속 처리가 가능한 플립플랍 회로{Flip Flop Circuit with Low Power and High Speed}[0001] Flip Flop Circuit with Low Power and High Speed Processing [0002]

본 발명은 하나의 내부 클럭만을 사용하여 게이트 지연을 줄임으로써 고속 처리가 가능하고 전류 소모가 적은 플립플랍 회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a flip-flop circuit capable of high-speed processing and reducing current consumption by using only one internal clock to reduce gate delay.

마이크로프로세서(Microprocessor) 등을 포함하는 다양한 디지털 칩 설계에 있어서, 플립플랍(Flip-Flop)은 파이프라인(Pipeline) 구조와 같은 다양한 부분에 널리 쓰이는 회로로서 저전력 및 고성능의 구현이 필수적이다.In a variety of digital chip designs including a microprocessor, a flip-flop is widely used in various parts such as a pipeline structure, and it is necessary to realize low power and high performance.

도 1은 종래의 통상적인 플립플랍의 회로도이고, 도 2는 그 동작을 설명하기 위한 타이밍 도(Timing Diagram)이다. 도 1의 플립플랍은 클럭(Clock)(CK)의 포지티브 에지(Positive Edge)에서 입력 데이터(D)를 출력(Q)으로 래치한다. FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional conventional flip-flop, and FIG. 2 is a timing diagram for explaining its operation. The flip-flop of Fig. 1 latches the input data D to the output Q at the positive edge of the clock CK.

도 1을 참조하면, 플립플랍(100)은 입력(D)의 위상을 반전시킨 반전입력(DB)을 출력하는 제101 인버터(Inverter)(101)와, 클럭(CK)의 위상에 따라 개폐가 이루어지는 제1 및 제2 전달 게이트(Transmission Gate)(T1, T2)와, 래치 동작을 수행하는 제1 래치(Latch)(103, Keeper 1) 및 제2 래치(105, Keeper 2)와, 출력 드라이버(Output Driver)(107)와, 클럭(CK)을 내부 클럭(CK1, CK1B)으로 각각 변환하는 2 개의 클럭 버퍼(Buffer)(109, 111)로 구성된다. 만약, 두 개의 전달 게이트(Transmission Gate)(T1, T2)의 위치가 바꾸면, 해당 플립플랍은 네거티브 에지(Negative Edge) 트리거(Trigger)로 동작한다. 1, the flip-flop 100 includes an 101st inverter 101 for outputting an inverted input DB in which the phase of the input D is inverted, an inverter 101 for turning on and off according to the phase of the clock CK A first latch 103 and a second latch 105 for performing a latch operation and a second latch 105 and Keeper 2 for performing a latch operation, An output driver 107 and two clock buffers 109 and 111 for converting the clock CK into internal clocks CK1 and CK1B. If the positions of the two transmission gates T1 and T2 change, the corresponding flip-flop operates as a negative edge trigger.

도 2를 참조하면, 클럭(CK)이 논리 로우(Low)로 천이되면 제1 전달 게이트(T1)와 제1 래치(103, Keeper 1)가 동작하고, 클럭(CK)이 다시 논리 하이(High)로 천이되면 제2 전달 게이트(T2)와 제2 래치(105, Keeper 2)가 동작한다. Referring to FIG. 2, when the clock CK transits to a logic low, the first transfer gate T1 and the first latch 103 operate. When the clock CK is again high (High) , The second transfer gate T2 and the second latch 105 (Keeper 2) operate.

클럭(CK)이 논리 로우가 되면, 내부 클럭(CK1B, CK1)들이 각각 논리 하이와 로우가 되어서 제1 전달 게이트(T1)가 턴 온되고, 제101 인버터(101)에서 출력되는 반전입력(DB)이 제a 노드(Node)(n-a)에 전달된다. 한편, 트랜지스터(M-1, M-2, M-3, M-4)는 클럭제어-인버터(Clocked Inverter) 구조로서, 내부 클럭(CK1B, CK1)에 의해 트랜지스터(M-2, M-3)가 턴오프된다. 따라서 반전입력(DB)이 제a 노드(n-a)로 전달되는 중에 제b 노드(n-b) 전압이 제a 노드(n-a)로 피드백되지 않으므로 제101 인버터(101)와 제1 래치 사이의 신호 다툼(Signal Fighting)이 발생하지 않아 신호 전달이 용이해지고 불필요한 전류 소비를 방지한다. 클럭(CK)이 논리 로우인 동안, 제2 전달 게이트(T2)는 턴 오프된 반면, 트랜지스터(M-6, M-7)는 턴온 되어, 제c 노드(n-c)는 이전 사이클의 데이터를 유지한다. 이러한 상태는 클럭(CK)의 위상이 다시 바뀌어 내부 클럭(CK1, CK1B)의 위상이 다시 바뀔때까지 계속된다. When the clock CK becomes a logic low, the internal clocks CK1B and CK1 become logic high and low, respectively, so that the first transfer gate T1 is turned on and the inverted input DB Is transmitted to the node a (na). On the other hand, the transistors M-1, M-2, M-3 and M-4 are clocked-inverted structures, and the internal clocks CK1B and CK1 cause the transistors M- ) Is turned off. Therefore, since the voltage of the b-node nb is not fed back to the node n during the transfer of the inverted input DB to the node a, the signal battle between the 101st inverter 101 and the first latch Signal Fighting does not occur, thus facilitating signal transmission and preventing unnecessary current consumption. The transistors M-6 and M-7 are turned on while the second node nc turns on the data of the previous cycle while the second transfer gate T2 is turned off while the clock CK is logic low. do. This state continues until the phase of the clock CK is changed again and the phase of the internal clocks CK1 and CK1B is changed again.

도 2의 첫 번째 사이클에서처럼, 논리 로우인 클럭(CK)으로 제1 전달 게이트(T1)를 턴온시키고 논리 하이인 반전입력(DB)을 제b 노드(n-b)까지 충분히 전달하기 위해서는, 109 → 111T1의 PMOS → 103를 거침으로써 4 개의 게이트 지연(Gate Delay) 만큼의 시간이 필요하다.In order to sufficiently turn on the first transfer gate T1 with the logic low clock CK and the inverted input DB as the logic high to the second node nb, as in the first cycle of FIG. 2, Time required for four gate delays by passing through PMOS → 103 of T1.

다시 클럭(CK)이 논리 하이로 천이되면, 제1 전달 게이트(T1)는 턴오프가 되고 트랜지스터(M-2, M-3)는 턴 온되면서 제1 래치는 반전입력(DB)를 래치한다. 동시에 제2 전달 게이트(T2)가 턴온 되고 제2 래치의 트랜지스터(M-6, M-7)는 턴오프 된다. 클럭(CK)이 다시 논리 하이가 된 후에, 이러한 과정을 통해 논리 로우인 제b 노드(n-b) 전압을 출력(Q)으로 충분히 전달하기 위해서는 109 → 111 → T2의 NMOS → 105 → 107를 거침으로써 5개의 게이트 지연 시간이 필요하다. When the clock CK again transitions to logic high, the first transfer gate T1 is turned off and the transistors M-2 and M-3 are turned on, so that the first latch latches the inverting input DB . At the same time, the second transfer gate T2 is turned on and the transistors M-6 and M-7 of the second latch are turned off. In order to sufficiently transfer the voltage of the b-th node nb, which is a logical low, to the output Q through this process after the clock CK becomes logic high again, the NMOS 105 → 107 of 109 → 111 → T2 is passed Five gate delay times are required.

한편, 두 번째 사이클처럼 입력 데이터(D)가 논리 하이인 경우에는 제1 전달 게이트(T1)와 제2 전달 게이트(T2)에서 지연이 다소 짧아진다. 클럭(CK)이 논리 로우인 동안에 논리 로우인 반전입력(DB)을 제b 노드(n-b)에 제대로 전달을 하기 위해서는 109 → T1 의 NMOS → 103를 거침으로써 3개의 게이트 지연으로 충분하다. 클럭(CK)이 논리 하이인 동안에 제b 노드(n-b)의 전압을 출력(Q)으로 전달되기 위해서는 109 → T2의 PMOS → 105 → 107를 거침으로써, 4개의 게이트 지연이 소요된다. On the other hand, when the input data D is logic high as in the second cycle, the delay in the first transfer gate T1 and the second transfer gate T2 becomes somewhat shorter. Three gate delays are sufficient to pass the inverted input (DB), which is a logic low while the clock (CK) is logic low, to the second node (n-b) through 109 → NMOS → T1 of T1. In order to transfer the voltage of the b-th node (n-b) to the output Q while the clock CK is logic high, it takes four gate delays by passing through 109 → T2 → PMOS → 105 → 107.

도 1에 도시된 종래의 플립플랍(100)은, 제1 전달 게이트(T1)의 동작을 위해 두 개의 내부 클럭(CK1B, CK1)이 필요할 뿐만 아니라, 그러한 구조로 인하여 입력(D)에 따라 최대 5 게이트 지연 만큼의 시간이 필요하므로 클럭에 대한 동작 지연이 발생한다. 나아가, 클럭(CK)이 동작함에 따라 클럭 버퍼(109, 111)가 계속 동작하게 되어 클럭 회로의 소모전력이 커지는 단점이 있다. The conventional flip-flop 100 shown in Fig. 1 not only requires two internal clocks CK1B and CK1 for the operation of the first transmission gate T1 but also has a maximum Since the time required for the five gate delay is required, an operation delay for the clock occurs. Further, as the clock CK operates, the clock buffers 109 and 111 continue to operate, which increases power consumption of the clock circuit.

이처럼 입력(D)에 따라 출력(Q)이 래치되기 까지의 시간이 달라진다. 또한 Q와 QB처럼 상보되는 출력이 동시에 요구될 때 반전출력(QB)를 위한 별도의 인버터를 더 사용할 수 밖에 없어서, 출력 Q와 QB 사이에 인버터 한 개만큼의 시간 지연이 생기는 오차가 발생한다. 따라서 배타적 논리합(Exclusive-OR) 또는 배타적 부정논리합(Exclusive-NOR) 회로처럼 출력 Q와 QB가 동시에 요구되는 회로에, 도 1과 같은 종래의 플립플랍 회로를 사용할 수 없다.
The time until the output Q is latched depends on the input D as described above. Also, when a complementary output such as Q and QB is required at the same time, it is necessary to use a separate inverter for the inverting output (QB), so that an error occurs between the output Q and the QB as much as a time delay of one inverter. Therefore, the conventional flip-flop circuit as shown in Fig. 1 can not be used in a circuit in which the outputs Q and QB are simultaneously required, such as an exclusive-OR or an exclusive-NOR circuit.

본 발명의 목적은, 이상의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 하나의 내부 클럭만을 사용하여 게이트 지연을 줄임으로써 고속 처리가 가능하고 전류 소모가 적은 플립플랍 회로를 제공함에 있다.
An object of the present invention is to provide a flip-flop circuit capable of high-speed processing and reducing current consumption by using only one internal clock to reduce gate delay.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 플립플랍의 특징은 종래와 달리 하나의 내부 클럭(Clock)만을 사용한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a flipflop uses only one internal clock (clock) unlike the conventional method.

본 발명의 플립플랍 회로는, 입력(D)을 반전시킨 반전입력(DB)을 출력하는 제1 인버터와, 상기 반전입력을 다시 반전시킨 지연입력(DD)을 출력하는 제2 인버터와, 클럭(CK)을 반전시킨 반전 클럭(CKB)을 출력하는 클럭버퍼와, 상기 반전클럭이 논리 하이(High) 일 때 동작하는 제1 단과, 상기 반전클럭이 논리 로우(Low)일 때 동작하는 제2 단을 구비한다. A flip-flop circuit according to the present invention comprises a first inverter for outputting an inverted input (DB) obtained by inverting an input (D), a second inverter for outputting a delayed input (DD) A first stage which operates when the inverted clock is at a logical high and a second stage which operates when the inverted clock is at a logical low; Respectively.

상기 제1 단은, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 상기 지연입력과 반전입력을 각각 제1 노드와 제2 노드로 전달하는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터와, 상기 제2 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제1 노드를 풀업시키는 제4 트랜지스터와, 상기 제1 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제2 노드를 풀업시키는 제6 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 상기 제1 노드 전압을 래치하는 제1 래치와, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 상기 제2 노드 전압을 래치하는 제2 래치를 포함한다. Wherein the first stage includes a first transistor and a second transistor for transferring the delayed input and the inverted input to a first node and a second node respectively when the inverted clock is logic high, A fourth transistor pulling up said first node; a sixth transistor pulling up said second node when said first node voltage is logic low; and a sixth transistor pulling said first node voltage when said inverse clock is logic low A first latch and a second latch for latching the second node voltage when the inverted clock is logic low.

상기 제2 단은, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 상기 제1 노드와 제2 노드 전압을 각각 제3 노드와 제4 노드로 전달하는 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터와, 상기 제4 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제3 노드를 풀다운시키는 제15 트랜지스터와, 상기 제3 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제4 노드를 풀다운시키는 제17 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 상기 제3 노드 전압을 래치하는 제3 래치와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 상기 제4 노드 전압을 래치하는 제4 래치를 포함한다. The second stage includes a thirteenth transistor and a fourteenth transistor for transferring the first node and the second node voltage to a third node and a fourth node respectively when the inverted clock is logic low, A seventeenth transistor for pulling down the third node when the third node voltage is logic high; a seventeenth transistor for pulling down the fourth node when the third node voltage is logic high; And a fourth latch for latching the fourth node voltage when the inverted clock is logic high.

실시 예에 따라 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 엔모스 트랜지스터인 경우, 본 발명의 플립플랍은, 상기 제4 트랜지스터와 함께 상기 제1 노드와 제1 전원전압(Vdd) 사이에 마련되어 상기 반전입력이 논리 하이인 경우에 턴 오프되는 제3 트랜지스터와, 상기 제6 트랜지스터와 함께 상기 제2 노드와 제1 전원전압 사이에 마련되어 상기 지연입력이 논리 하이인 경우에 턴 오프되는 제5 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. When the first transistor and the second transistor are an NMOS transistor according to the embodiment, the flip-flop of the present invention is provided between the first node and the first power supply voltage (Vdd) together with the fourth transistor, And a fifth transistor which is provided between the second node and the first power supply voltage together with the sixth transistor and is turned off when the delay input is logic high can do.

나아가, 상기 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터가 피모스 트랜지스터인 경우, 본 발명의 플립플랍은, 상기 제15 트랜지스터와 함께 상기 제3 노드와 제2 전원전압(Vss) 사이에 마련되어 상기 제2 노드 전압이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제16 트랜지스터와, 상기 제17 트랜지스터와 함께 상기 제4 노드와 상기 제2 전원전압 사이에 마련되어 상기 제1 노드 전압이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제18 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. Further, when the thirteenth transistor and the fourteenth transistor are a PMOS transistor, the flip-flop of the present invention is provided between the third node and the second power supply voltage (Vss) together with the fifteenth transistor, A seventeenth transistor that is turned off when the first node voltage is a logic low, and a seventeenth transistor that is provided between the fourth node and the second power source voltage together with the seventeenth transistor and is turned off when the first node voltage is logic low. As shown in FIG.

또한, 상기 제1 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제7 트랜지스터, 제8 트랜지스터 및 제9 트랜지스터를 포함하여 구현할 수 있다. 상기 제7 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제8 트랜지스터와 제9 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제2 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제1 노드에 연결된다. The first latch may include a seventh transistor, an eighth transistor, and a ninth transistor disposed between the first power supply voltage and the second power supply voltage. Wherein the seventh transistor is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock is logic low, and wherein the eighth transistor and the ninth transistor are connected such that each gate terminal is connected to the second node, Lt; / RTI >

상기 제2 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제10 트랜지스터, 제11 트랜지스터 및 제12 트랜지스터를 포함하여 구현할 수 있으며, 상기 제10 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제11 트랜지스터와 제12 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제1 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제2 노드에 연결될 수 있다. The second latch may include a tenth transistor, an eleventh transistor and a twelfth transistor arranged between the first power supply voltage and the second power supply voltage, and the tenth transistor may be configured such that when the inversion clock is logic low Wherein the gate terminal of each of the eleventh transistor and the twelfth transistor is connected to the first node and the interconnection node is connected to the second node.

상기 제3 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제19 트랜지스터, 제20 트랜지스터 및 제21 트랜지스터를 포함하여 구현할 수 있으며, 상기 제19 트랜지스터와 제20 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제4 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제3 노드에 연결되며, 상기 제21 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터이다. The third latch may include a nineteenth transistor, a twentieth transistor, and a twenty-first transistor disposed between the first power supply voltage and the second power supply voltage, and the nineteenth transistor and the twentieth transistor may include a gate terminal The fourth node is connected to the third node, and the twenty-first transistor is a pull-down transistor that is turned on when the inverted clock is logic high.

상기 제4 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제22 트랜지스터, 제23 트랜지스터 및 제24 트랜지스터를 포함하여 구현할 수 있으며, 상기 제22 트랜지스터와 제23 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제3 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제4 노드에 연결되며, 상기 제24 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터이다. The fourth latch may include a twenty-second transistor, a twenty-third transistor, and a twenty-fourth transistor disposed between the first power supply voltage and the second power supply voltage, and the twenty-second transistor and the twenty- The third node is connected to the fourth node and the twenty-fourth transistor is a pull-down transistor that is turned on when the inverted clock is logic high.

또한, 본 발명의 플립플랍 회로는 상기 제4 노드 전압을 반전시켜 최종 출력(Q)를 구동하는 제4 인버터를 더 구비하는 것과 더불어, 상기 제3 노드 전압을 반전시켜 반전출력(QB)를 구동하는 별도의 인버터를 더 구비할 수 있다. The flip-flop circuit of the present invention further includes a fourth inverter for inverting the fourth node voltage to drive a final output (Q), and inverting the third node voltage to drive the inverted output (QB) The inverter may further comprise a separate inverter.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 플립플랍은 상기 제1 단과 제2 단의 위치를 바꿈으로써 클럭의 네거티브 에지에서 트리거 되도록 할 수 있다. 이에 따라 플립플랍은 제1 단과 제2 단을 대신하여, 상기 반전클럭이 논리 로우(Low)일 때 동작하는 제10 단과 상기 반전클럭이 논리 하이(High)일 때 동작하는 제20 단을 구비할 수 있다. The flip-flop according to another embodiment of the present invention can be triggered on the negative edge of the clock by changing the positions of the first and second stages. Accordingly, the flip-flop has a tenth tenth stage, which operates when the inverted clock is logic low, and a twentieth stage, which operates when the inverted clock is logic high, instead of the first stage and the second stage. .

상기 제10 단은, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 상기 지연입력과 반전입력을 각각 제3 노드와 제4 노드로 전달하는 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터와, 상기 제4 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제3 노드를 풀 다운시키는 제15 트랜지스터와, 상기 제3 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제4 노드를 풀 다운시키는 제17 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 상기 제3 노드 전압을 래치하는 제3 래치와, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 상기 제4 노드 전압을 래치하는 제4 래치를 포함한다. The tenth stage includes a thirteenth transistor and a fourteenth transistor for transferring the delayed input and the inverted input to the third node and the fourth node respectively when the inverted clock is logic low, A seventeenth transistor for pulling down the third node when the third node voltage is logic high; and a seventeenth transistor for pulling down the fourth node when the third node voltage is logic high, And a fourth latch for latching the fourth node voltage when the inverted clock is logic high.

상기 제20 단은, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 상기 제3 노드와 제4 노드 전압을 각각 제1 노드와 제2 노드로 전달하는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터와, 상기 제2 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제1 노드를 풀업시키는 제4 트랜지스터와, 상기 제1 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제2 노드를 풀업시키는 제6 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 상기 제1 노드 전압을 래치하는 제1 래치와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 상기 제2 노드 전압을 래치하는 제2 래치를 포함한다. Wherein the twentieth stage comprises: a first transistor and a second transistor for transferring the third and fourth node voltages to a first node and a second node, respectively, when the inverted clock is logic high; A sixth transistor pulling up said second node when said first node voltage is logic low; and a fifth transistor pulling said second node when said inverted clock is logic low, And a second latch for latching the second node voltage when the inverted clock is logic low.

나아가, 여기서의 플립플랍은 최종 출력(Q)를 구동하는 제4 인버터가 상기 제2 노드에 연결되고, 반전출력(QB)을 구동하는 별도의 인버터가 상기 제1 노드에 연결된다.
Further, the flip-flop here has a fourth inverter connected to the second node for driving the final output Q, and a separate inverter for driving the inverted output QB is connected to the first node.

본 발명에 따른 플립플랍은 종래의 플립플랍에 비하여 내부에서의 게이트 지연이 현저히 개선되었다. 또한, 본 발명의 플립플랍이 그 내부 클럭을 하나만 사용하기 때문에, 이러한 개선효과는 입력(D)이 논리 로우인지 논리 하이인지 여부와 무관하다. The flip-flop according to the present invention has a significantly improved gate delay in the internal flip-flop compared with the conventional flip-flop. Also, since the flip-flop of the present invention uses only one of its internal clocks, this improvement effect is independent of whether the input D is logic low or logic high.

본 발명의 플립플랍의 또 다른 특징은 출력(Q)와 함께 반전출력(QB)를 출력할 수 있다는 점이며, 나아가 반전출력(QB)와 출력(Q) 사이에 지연이 없다. Another feature of the flip-flop of the present invention is that it is capable of outputting an inverted output (QB) with an output (Q), and further there is no delay between the inverted output (QB) and the output (Q).

또한, 본 발명의 플립플랍의 각 단(Stage)은 전달 게이트를 통한 데이터 전달의 오류를 없애기 위하여 풀업부 또는 풀다운부를 배치하는 과정에서 풀업부와 풀다운부를 통한 불필요한 전류 소모를 차단하기 위한 구조를 가짐으로써, 플립플랍 전체의 전력소모가 상대적으로 작다.
In addition, each stage of the flip-flop of the present invention has a structure for blocking unnecessary current consumption through the pull-up part and the pull-down part in the process of disposing the pull-up part or the pull-down part in order to eliminate errors in data transmission through the transmission gate , The power consumption of the entire flip-flop is relatively small.

도 1은 종래의 통상적인 플립플랍의 회로도,
도 2는 도 1의 동작을 설명하기 위한 타이밍 도(Timing Diagram),
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플리플랍의 회로도
도 4는 도 3 회로의 동작 설명에 제공되는 타이밍도, 그리고
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플립플랍의 회로도이다.
1 is a circuit diagram of a conventional conventional flip-
FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of FIG. 1,
3 is a circuit diagram of a flip-flop according to an embodiment of the present invention.
4 is a timing chart provided in the operation description of Fig. 3, and Fig.
5 is a circuit diagram of a flip-flop according to another embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 3에 예시적으로 도시된 본 발명의 플립플랍(300)은 포지티브 에지(Positive Edge)에서 트리거된다. 또한, 도 3은 하나의 출력(Q) 단자만을 표시하였으나, 아래에서 설명하는 제3 노드 전압을 반전시키는 인버터를 더 구비하면 출력(Q)와 지연이 없는 반전출력(QB)를 얻을 수 있다. 본 발명의 플립플랍(300)은 회로 내부에서 클럭(CK)을 반전시킨 반전클럭(CKB) 하나만을 사용한다. The flip-flop 300 of the present invention, which is illustratively shown in FIG. 3, is triggered at a positive edge. Further, although FIG. 3 shows only one output (Q) terminal, it is possible to obtain an output Q and an inverted output QB without a delay by further providing an inverter for inverting the third node voltage described below. The flip-flop 300 of the present invention uses only one inverted clock (CKB) inverted from the clock (CK) in the circuit.

이를 위해, 도 3의 플립플랍(300)은, 입력(D)와 제5 노드(n5) 사이에 마련되어 반전입력(DB)을 출력하는 제1 인버터(I1)와, 제5 노드(n5)와 제6 노드(n6) 사이에 마련되어 반전입력(DB)을 다시 반전시킨 지연입력(DD)을 출력하는 제2 인버터(I2)와, 반전클럭(CKB)의 논리 하이(High, 또는 1) 구간에서 동작하는 제1 단(310)과, 반전클럭(CKB)의 논리 로우(Low, 또는 0) 구간에서 동작하는 제2 단(330)과, 클럭(CK)을 반전클럭(CKB)으로 반전시키는 클럭버퍼(I3)와, 제2 단(330)에 연결되어 출력(Q)을 최종 구동하는 제4 인버터(I4)를 구비한다. 3 includes a first inverter I1 provided between an input D and a fifth node n5 and outputting an inverted input DB and a fifth inverter n5, A second inverter I2 which is provided between the sixth node n6 and outputs a delay input DD which inverts the inverting input DB again and a second inverter I2 which is provided between the sixth node n6 and a logic high A second stage 330 which operates in a logic low (low or zero) interval of the inverted clock CKB and a second stage 330 which operates in a clock (CKB) inverting the clock CK to an inverted clock (CKB) A buffer I3 and a fourth inverter I4 connected to the second stage 330 and finally driving the output Q. [

제1 단(310)은 반전클럭(CKB)이 논리 하이일 때 턴 온되어 지연입력(DD)을 제1 노드(n1)로 전달하는 제1 트랜지스터(M1)와, 반전클럭(CKB)이 논리 하이일 때 턴 온되어 반전입력(DB)을 제2 노드(n2)로 전달하는 제2 트랜지스터(M2)와, 제1 전원전압(Vdd)과 제1 노드(n1) 사이에 직렬 연결되고 각각 반전입력(DB)과 제2 노드 전압에 의해 제어되는 풀업(Pull up) 트랜지스터인 제3 트랜지스터(M3) 및 제4 트랜지스터(M4)와, 제1 전원전압(Vdd)과 제2 노드(n2) 사이에 직렬 연결되고 각각 지연입력(DD)과 제1 노드 전압에 의해 제어되는 풀업 트랜지스터인 제5 트랜지스터(M5) 및 제6 트랜지스터(M6)와, 반전클럭(CKB)이 논리 로우일 때 동작하여 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 각각 래치하는 제1 래치(311) 및 제2 래치(313)를 구비한다. The first stage 310 includes a first transistor M1 that is turned on when the inverted clock CKB is at logic high and transfers the delayed input DD to the first node n1, A second transistor M2 for turning on when the first power supply voltage Vdd is high and transferring the inverted input DB to the second node n2; and a second transistor M2 connected in series between the first power supply voltage Vdd and the first node n1, A third transistor M3 and a fourth transistor M4 which are pull-up transistors controlled by an input DB and a second node voltage; A fifth transistor M5 and a sixth transistor M6 which are serially connected to each other and are controlled by a delay input DD and a first node voltage and a fifth transistor M5 and a sixth transistor M6 which are operated when the inverted clock CKB is logic low, And a first latch 311 and a second latch 313 for latching the one-node voltage and the second node voltage, respectively.

제1 래치(311)와 제2 래치(313)는 서로 상보적인 값을 가지는 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 이용하여, 제2 단(330)이 동작하는 구간(즉 반전클럭이 논리 로우, 클럭은 논리 하이) 동안 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 래치한다.The first latch 311 and the second latch 313 are connected to each other by using the first node voltage and the second node voltage having complementary values, , The clock is at logic high).

제1 래치(311)는 제1 전원전압(Vdd)와 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제7 트랜지스터(M7), 제8 트랜지스터(M8) 및 제9 트랜지스터(M9)를 포함하여 클럭제어 인버터(Clocked Inverter) 구조를 형성한다. 제7 트랜지스터(M7)는 반전클럭(CKB)이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 제8 트랜지스터(M8)와 제9 트랜지스터(M9)는 각 게이트 단자가 제2 노드(n2)에 연결되고 그 상호 연결 노드가 제1 노드(n1)에 연결되어 인버터를 형성한다. The first latch 311 includes a seventh transistor M7, an eighth transistor M8 and a ninth transistor M9 arranged between the first power supply voltage Vdd and the second power supply voltage Vss, Thereby forming a control inverter (clocked inverter) structure. The seventh transistor M7 is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock signal CKB is at a logic low level. The eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 are connected in series, And the interconnect node is connected to the first node n1 to form an inverter.

제2 래치(313)는 제1 전원전압(Vdd)와 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제10 트랜지스터(M10), 제11 트랜지스터(M11) 및 제12 트랜지스터(M12)를 포함하는 클럭제어 인버터 구조를 형성한다. 제10 트랜지스터(M10)는 반전클럭(CKB)이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 제11 트랜지스터(M11)와 제12 트랜지스터(M12)는 그 각 게이트 단자가 제1 노드(n1)에 연결되고 그 상호 연결 노드가 제2 노드(n2)에 연결되어 인버터를 형성한다. The second latch 313 includes a tenth transistor M10, an eleventh transistor M11 and a twelfth transistor M12, which are arranged between the first power supply voltage Vdd and the second power supply voltage Vss. Thereby forming a control inverter structure. The tenth transistor M10 is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock CKB is logic low. The eleventh transistor M11 and the twelfth transistor M12 have their gate terminals connected to the first node n1, And the interconnect node is connected to the second node n2 to form an inverter.

도 3의 예에서, 제1,2,9,12 트랜지스터(M1, M2, M9, M12)는 엔모스(N-MOS) 트랜지스터로 구현되어 있고, 제3 내지 8, 10, 11 트랜지스터(M3, M4, M5, M6, M7, M8, M10, M11)는 피모스(P-MOS) 트랜지스터로 구현되어 있다. In the example of FIG. 3, the first, second, ninth, and twelfth transistors M1, M2, M9, and M12 are implemented as N-MOS transistors, M4, M5, M6, M7, M8, M10, and M11 are implemented as P-MOS transistors.

제2 단(330)은 제1 노드(n1)와 제3 노드(n3) 사이에 마련되고 반전클럭(CKB)이 논리 로우일 때 턴 온되는 제13 트랜지스터(M13)와, 제2 노드(n2)와 제4 노드(n4) 사이에 마련되고 반전클럭(CKB)이 논리 로우일 때 턴 온되는 제14 트랜지스터(M14)와, 제3 노드(n3)와 제2 전원전압(Vss) 사이에 직렬 연결되고 각각 제4 노드 전압과 제2 노드 전압에 의해 제어되는 풀다운(Pull down) 트랜지스터인 제15 트랜지스터(M15) 및 제16 트랜지스터(M16)와, 제4 노드(n4)와 제2 전원전압(Vss) 사이에 직렬 연결되고 제3 노드 전압과 제1 노드 전압에 의해 제어되는 풀다운 트랜지스터인 제17 트랜지스터(M17) 및 제18 트랜지스터(M18)와, 반전클럭(CKB)이 논리 하이일때 제3 노드 전압과 제4 노드 전압을 각각 래치하는 제3 래치(331) 및 제4 래치(333)를 구비한다. The second stage 330 includes a thirteenth transistor M13 provided between the first node n1 and the third node n3 and turned on when the inverted clock CKB is logic low, A fourth transistor M14 provided between the third node n3 and the fourth node n4 and turned on when the inverted clock signal CKB is at a logic low level and a fourth transistor M14 provided between the third node n3 and the second power source voltage Vss, A fifteenth transistor M15 and a sixteenth transistor M16 which are pull-down transistors connected to each other and controlled by a fourth node voltage and a second node voltage, respectively, and a fourth node n4 and a second power supply voltage A seventeenth transistor M17 and an eighteenth transistor M18 which are serially connected between the third node voltage Vss and the first node voltage and controlled by the third node voltage and the first node voltage, And a third latch 331 and a fourth latch 333 for latching the voltage and the fourth node voltage, respectively.

제3 래치(331) 및 제4 래치(333)와 제1 래치(311) 및 제2 래치(313)와 동일한 방식이나 반전클럭(CKB)가 논리 하이일 때 동작하기 위하여 풀업 트랜지스터 대신에 풀 다운 트랜지스터를 구비한다. In order to operate when the third latch 331 and the fourth latch 333 and the first latch 311 and the second latch 313 are operated in the same manner or when the inverted clock CKB is logic high, Transistor.

제3 래치(331)는 인버터를 구성하는 제19 트랜지스터(M19) 및 제20 트랜지스터(M20)와, 반전클럭(CKB)이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터인 제21 트랜지스터(M21)를 포함한다. 제19 트랜지스터(M19)와 제20 트랜지스터(M20)의 각 게이트 단자는 제4 노드(n4)에 연결되고 그 상호 연결 노드가 제3 노드(n3)에 연결된다. The third latch 331 includes a nineteenth transistor M19 and a twentieth transistor M20 constituting the inverter and a twenty-first transistor M21 which is a pull-down transistor turned on when the inverted clock CKB is at a logical high . The gate terminals of the nineteenth transistor M19 and the twentieth transistor M20 are connected to the fourth node n4 and the interconnect node thereof is connected to the third node n3.

제4 래치(333)는 인버터를 형성하는 제22 트랜지스터(M22) 및 제23 트랜지스터(M23)와, 반전클럭(CKB)이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터인 제24 트랜지스터(M24)를 포함한다. 제22 트랜지스터(M22)와 제23 트랜지스터(M23)의 각 게이트 단자는 제3 노드(n3)에 연결되고 그 상호 연결 노드가 제4 노드(n4)에 연결된다. The fourth latch 333 includes a twenty-second transistor M22 and a twenty-third transistor M23 which form an inverter and a twenty-fourth transistor M24 which is a pull-down transistor which is turned on when the inverted clock CKB is at a logic high . The gate terminals of the twenty-second transistor M22 and the twenty-third transistor M23 are connected to the third node n3 and the interconnection node thereof is connected to the fourth node n4.

제4 노드(n4)에 제4 노드 전압을 반전시켜 출력(Q)을 최종 구동하는 제4 인버터(I4)가 연결된다. 만약, 반전출력(QB)이 필요하면, 제3 노드(n3)에 제3 노드 전압을 반전시켜 반전출력(QB)을 최종 구동하는 별도의 인버터(미도시)를 더 연결하면 된다.And a fourth inverter (I4) is connected to the fourth node (n4) for inverting the fourth node voltage to finally drive the output (Q). If an inverted output QB is required, another inverter (not shown) for inverting the third node voltage to the third node n3 and finally driving the inverted output QB may be connected.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 플립플랍 회로(300)의 동작을 설명하되, 우선 제1 단(310)의 동작을 먼저 설명한다. 논리 로우와 논리 하이를 하나의 사이클로 하는 클럭(CK)에 대하여 제1 단(310)은 클럭(CK)의 논리 로우 구간에 동작한다. Hereinafter, the operation of the flip-flop circuit 300 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. First, the operation of the first stage 310 will be described first. The first stage 310 operates on a logic low interval of the clock CK with respect to the clock CK which makes the logic low and the logic high as one cycle.

<클럭 논리 로우><Clock logic low>

반전클럭에 의한 제1 단(310)의 전달 트랜지스터 턴 온The transfer transistor turn-on of the first stage &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 310 &lt; / RTI &

클럭(CK)이 논리 로우로 천이되어 반전클럭(CKB)이 논리 하이가 되면, 제1 단(310)의 전달 트랜지스터인 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)가 턴 온되어, 지연입력(DD)과 반전입력(DB)이 각각 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)로 전달된다. 도 4의 첫 번째 사이클의 경우처럼, 입력(D) 논리 로우이면, 반전입력(DB)과 지연입력(DD)은 각각 논리 하이와 논리 로우가 된다. The first transistor M1 and the second transistor M2 which are the transfer transistors of the first stage 310 are turned on and the first transistor M1 and the second transistor M2 of the first stage 310 are turned on when the clock CK transits to a logical low and the inverted clock CKB becomes a logic high, The input DD and the inverted input DB are transferred to the first node n1 and the second node n2, respectively. As in the first cycle of FIG. 4, if the input (D) is logic low, the inverting input (DB) and the delay input (DD) are both logic high and logic low.

이때, 제2 단(330)의 전달 트랜지스터인 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)는 반전클럭(CKB)에 의해 턴 오프된 상태이므로, 제2 단(330)은 제1 단(310)과 연결되지 않는다. At this time, since the thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14 which are the transfer transistors of the second stage 330 are turned off by the inverted clock CKB, the second stage 330 is in the first stage 310).

제1 노드와 제2 노드 전압의 풀업Pull-up of the first node and the second node voltage

엔모스 트랜지스터인 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)가 턴 온되어 지연입력(DD)과 반전입력(DB)을 각각 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)로 전달하는 과정에서는 다소의 문제가 발생할 수 있다. The first transistor M1 and the second transistor M2 which are the NMOS transistors are turned on to transfer the delay input DD and the inverted input DB to the first node n1 and the second node n2, There can be some problems in the process.

엔모스 트랜지스터는 논리 로우 값을 충분히 전달시키는 반면, 논리 하이인 경우에는 문턱전압(Threshold Voltage)에 의하여 Vdd-Vtn 을 논리 하이 값으로 전달시키는 특성이 있다. 여기서, Vdd는 제1 전원전압, 즉 동작전압이고, Vtn은 엔모스 문턱전압이다. 따라서 엔모스인 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)가 턴 온됨에 따라, 제1 노드(n1)는 제2 전원전압(Vss)로 충분히 방전되지만 제2 노드(n2)는 최초 Vdd-Vtn 값을 가지게 된다. 반대로, 입력(D) 논리 하이이면, 제1 노드(n1)는 최초 Vdd-Vtn 값을 가지게 되고 제2 노드(n2)는 제2 전원전압(Vss)으로 충분히 방전된다. The NMOS transistor has a characteristic to transfer a logic low value sufficiently, while in the case of a logic high, it transfers Vdd-Vtn to a logic high value by a threshold voltage. Here, Vdd is the first power supply voltage, i.e., the operating voltage, and Vtn is the NMOS threshold voltage. Therefore, as the first transistor M1 and the second transistor M2, which are the NMOS transistors, are turned on, the first node n1 is sufficiently discharged to the second power source voltage Vss, while the second node n2 is discharged to the first Vdd -Vtn value. Conversely, when the input D is logic high, the first node n1 has the initial value of Vdd-Vtn and the second node n2 is sufficiently discharged to the second power supply voltage Vss.

이를 해결하기 위하여, 제1 단(310)은 풀업 트랜지스터인 제4 트랜지스터(M4)와 제6 트랜지스터(M6)를 구비한다. 제4 트랜지스터(M4) 또는 제6 트랜지스터(M6)는 Vdd-Vtn로 충전된 제1 노드(n1) 또는 제2 노드(n2)를 제1 전원전압(Vdd)으로 풀업시킴으로써 충분한 논리 하이를 만들어준다. To solve this problem, the first stage 310 includes a fourth transistor M4 and a sixth transistor M6, which are pull-up transistors. The fourth transistor M4 or the sixth transistor M6 generates a sufficient logic high by pulling up the first node n1 or the second node n2 charged with Vdd-Vtn to the first power supply voltage Vdd .

한편, 제1 노드 전압이 제2 전원전압(Vss)으로 방전될 때 제4 트랜지스터(M4)는 완전히 턴 오프되어야 하는데, 제4 트랜지스터(M4)를 제어하는 제2 노드 전압이 최초 Vdd-Vtn 상태에 있어서 제4 트랜지스터(M4)가 충분히 턴 오프되지 못할 수가 있고, 그 결과로 제1 전원전압(Vdd)으로부터 제1 트랜지스터(M1)를 통하여 제2 인버터(I2)의 엔모스로 이어지는 방전 경로가 생길 수 있다. 이것은 불필요한 전류 소모로써 그 양은 제2 노드(n2)가 제6 트랜지스터(M6)에 의해 얼마나 빨리 제1 전원전압(Vdd)으로 풀 업되는가에 달려있다. 마찬가지로, 제2 노드 전압이 제2 전원전압(Vss)으로 방전될 때, 제6 트랜지스터(M6)는 완전히 턴 오프되어야 하는데, 제6 트랜지스터(M6)를 제어하는 제1 노드 전압이 Vdd-Vtn 상태에서 제1 전원전압(Vdd)으로 풀업되기까지 사이에 제6 트랜지스터(M6)가 충분히 턴 오프되지 못할 수가 있다. On the other hand, when the first node voltage is discharged to the second power supply voltage Vss, the fourth transistor M4 must be completely turned off, and when the second node voltage controlling the fourth transistor M4 is in the initial Vdd-Vtn state The fourth transistor M4 may not be turned off sufficiently so that the discharge path from the first power supply voltage Vdd to the emitter of the second inverter I2 through the first transistor M1 is Can occur. This amounts to unnecessary current consumption, which depends on how fast the second node n2 is pulled up to the first power supply voltage Vdd by the sixth transistor M6. Similarly, when the second node voltage is discharged to the second power supply voltage Vss, the sixth transistor M6 must be completely turned off, and the first node voltage controlling the sixth transistor M6 is in the Vdd-Vtn state The sixth transistor M6 may not be turned off sufficiently until the first power source voltage Vdd is pulled up.

이러한 문제를 방지하기 위하여, 반전입력(DB)과 지연입력(DD)에 의해 제어되는 제3 트랜지스터(M3)와 제5 트랜지스터(M5)를 풀업 트랜지스터로 함께 배치함으로써 방전경로가 빠르게 차단되도록 한다. 이러한 방식으로, 제1 노드(n1)에는 제3 트랜지스터(M3)와 제4 트랜지스터(M4)를 구비한 제1 풀업부를 배치하고, 제2 노드(n2)에는 제5 트랜지스터(M5)와 제6 트랜지스터(M6)를 구비한 제2 풀업부를 배치한다. In order to prevent such a problem, the third transistor (M3) and the fifth transistor (M5) controlled by the inverting input (DB) and the delay input (DD) In this way, a first pull-up unit having a third transistor M3 and a fourth transistor M4 is arranged in the first node n1, and a fifth pull-up unit having a fifth transistor M5 and a sixth transistor M5 are provided in the second node n2. And a second pull-up section having a transistor M6 is arranged.

도 4를 참조하면, 하나의 사이클이 개시되어 클럭(CK)이 논리 로우가 된 후에, 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)가 턴 온되어 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)에 입력(D)이 충분히 전달하기 위해서는, I3 → M1/M2 만을 거치기 때문에 2개의 게이트 지연(Gate Delay) 만큼의 시간으로 충분하다. 종래와 대비하면, 2 개 게이트 지연만큼 그 처리 속도가 개선됨을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 플립플랍(300)이 그 내부 클럭을 하나만 사용하기 때문에, 제1 단(310)에서의 2 게이트 지연이라는 처리속도는 입력(D)이 논리 로우인지 논리 하이인지 여부와 무관하다. Referring to FIG. 4, after one cycle is started and the clock CK becomes logic low, the first transistor M1 and the second transistor M2 are turned on and the first node n1 and the second node In order to sufficiently transfer the input D to the node n2, only the time of two gate delays (Gate Delay) is sufficient since it passes only I3? M1 / M2. It can be seen that the processing speed is improved by two gate delays compared with the conventional one. Also, since the flip-flop 300 of the present invention uses only one of its internal clocks, the processing speed of the two-gate delay at the first stage 310 is independent of whether the input D is logic low or logic high .

제1 및 제2 래치의 동작The operation of the first and second latches

클럭(CK)이 논리 로우이거나 반전클럭(CKB)이 논리 하이인 구간에서 제7 트랜지스터(M7)와 제10 트랜지스터(M10)가 턴 오프되기 때문에, 제1 래치(311)와 제2 래치(313)의 래치 동작은 수행되지 않는다. 다만, 제7 트랜지스터(M7)와 제10 트랜지스터(M10)가 턴 오프되어 제1 전원전압(Vdd)에서 제1 노드(n1) 또는 제2 노드(n2)로 연결되는 방전 경로를 차단한다. The seventh transistor M7 and the tenth transistor M10 are turned off in a period in which the clock CK is logic low or the inversion clock CKB is logic high so that the first latch 311 and the second latch 313 Is not performed. However, the seventh transistor M7 and the tenth transistor M10 are turned off to cut off the discharge path connected from the first power source voltage Vdd to the first node n1 or the second node n2.

또한, 도 4의 첫 번째 사이클에서처럼, 입력(D)이 논리 로우이어서, 제1 노드 전압이 논리 로우이고 제2 노드 전압이 논리 하이인 경우, 제9 트랜지스터(M9)는 제2 노드 전압에 의해 턴 온되어 제1 노드 전압이 논리 로우를 유지하는데 도움을 주고, 제12 트랜지스터(M12)는 제1 노드 전압에 의해 턴 오프되어 제2 노드 전압이 제2 전원전압(Vss)으로 방전하는 경로를 차단한다. Also, as in the first cycle of FIG. 4, when the input D is a logic low and the first node voltage is logic low and the second node voltage is logic high, the ninth transistor M9 is turned on by the second node voltage The first node voltage is turned on to help keep the logic low, and the twelfth transistor M12 is turned off by the first node voltage to discharge the second node voltage to the second power supply voltage Vss .

반대로, 입력(D)이 논리 하이이어서, 제1 노드 전압이 논리 하이이고 제2 노드 전압이 논리 로우인 경우, 제9 트랜지스터(M9)는 턴 오프되어 제1 노드 전압이 제2 전원전압(Vss)으로 방전하는 경로를 차단하고, 제12 트랜지스터(M12)는 턴 온되어 제2 노드 전압이 논리 로우를 유지하는데 도움을 준다.Conversely, when the input D is logic high such that the first node voltage is logic high and the second node voltage is logic low, the ninth transistor M9 is turned off such that the first node voltage is at the second power supply voltage Vss ), And the twelfth transistor M12 is turned on to help the second node voltage maintain a logic low.

제2 단의 동작The operation of the second stage

반전클럭(CKB)이 논리 하이인 동안에, 제2 단(330)의 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 턴 오프된 상태이므로, 제2 단(330)은 제1 단(310)의 데이터를 전달받지 못한다. Since the thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14 of the second stage 330 are turned off while the inverted clock CKB is logic high, the second stage 330 is in the first stage 310 ) Is not received.

대신에, 제21 트랜지스터(M21)와 제24 트랜지스터(M24)가 턴 온되어, 제3 래치(331)와 제4 래치(333)의 래치동작이 수행됨으로써 이전 사이클의 클럭(CK)이 논리 하이인 구간동안 전달받은 데이터를 유지한다. 도 4의 첫 번째 사이클의 반전클럭(CKB)이 논리 하이인 구간을 보면, 제3 노드 전압은 논리 하이이고 제4 노드 전압은 논리 로우인데, 그것은 이전 사이클의 데이터이다. The 21st transistor M21 and the 24th transistor M24 are turned on and the latch operation of the third latch 331 and the fourth latch 333 is performed so that the clock CK of the previous cycle becomes logic high And maintains the data received during the interval. 4, the third node voltage is logic high and the fourth node voltage is logic low, which is the data of the previous cycle.

반전클럭(CKB)이 논리 하이이므로 제3 래치(331)의 제21 트랜지스터(M21)와 제4 래치(333)의 제24 트랜지스터(M24)가 턴 온되어, 제3 래치(331)는 제4 노드 전압(0)을 반전시켜 제3 노드(n3)에 제공하면서 제3 노드 전압(1)을 유지한다. 제4 래치(333)는 제3 노드 전압(1)을 반전시켜 제4 노드(n4)에 제공하면서 제4 노드 전압(0)을 유지한다.
The twenty-first transistor M21 of the third latch 331 and the twenty-fourth transistor M24 of the fourth latch 333 are turned on because the inverted clock CKB is logic high and the third latch 331 is turned on And maintains the third node voltage (1) while inverting the node voltage (0) to the third node (n3). The fourth latch 333 holds the fourth node voltage 0 while inverting the third node voltage 1 and providing it to the fourth node n4.

<클럭 논리 하이><Clock logic high>

제1 노드와 제2 노드 전압의 래치The latches of the first and second node voltages

클럭(CK)이 논리 하이, 또는 반전클럭(CKB)이 논리 로우가 되면, 제1 단(310)의 전달 트랜지스터인 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)가 턴 오프되어, 더이상 지연입력(DD)과 반전입력(DB)을 전달받지 못한다. 대신에, 제7 트랜지스터(M7)와 제10 트랜지스터(M10)가 턴 온되면서 제1 래치(311)와 제2 래치(313)가 동작하여, 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 래치한다.When the clock CK is a logic high or the inverted clock CKB is a logic low, the first transistor M1 and the second transistor M2 which are the transfer transistors of the first stage 310 are turned off, Input (DD) and inverting input (DB) are not received. Instead, the seventh transistor M7 and the tenth transistor M10 are turned on, so that the first latch 311 and the second latch 313 operate to latch the first node voltage and the second node voltage.

도 4의 첫 번째 사이클처럼, 클럭(CK)이 논리 하이, 또는 반전클럭(CKB)이 논리 로우가 되기 직전에서의 입력(D)이 논리 로우이면, 제1 노드 전압도 논리 로우이고, 제2 노드 전압은 논리 하이가 된다. 따라서 제2 노드 전압에 의해 제어되는 제1 래치(311)의 제8 트랜지스터(M8)는 턴 오프되고 제9 트랜지스터(M9)는 턴 온되면서 제1 노드(n1)는 논리 로우를 계속 유지한다. 또한, 제1 노드 전압에 의해 제어되는 제2 래치(313)의 제11 트랜지스터(M11)는 턴 온되고 제12 트랜지스터(M12)는 턴 오프되면서 제2 노드(n2)는 논리 하이를 계속 유지한다.If the input D is logic low just before the clock CK is a logic high or the inverted clock CKB is a logic low as in the first cycle of FIG. 4, then the first node voltage is also logic low, The node voltage becomes logic high. Thus, the eighth transistor M8 of the first latch 311 controlled by the second node voltage is turned off and the ninth transistor M9 is turned on, so that the first node n1 keeps the logic low. In addition, the eleventh transistor M11 of the second latch 313 controlled by the first node voltage is turned on and the twelfth transistor M12 is turned off, so that the second node n2 keeps the logic high .

클럭(CK)이 논리 하이, 또는 반전클럭(CKB)이 논리 로우가 되기 직전에서의 입력(D)가 논리 하이이면, 제1 노드 전압도 논리 하이이고, 제2 노드 전압은 논리 로우가 된다. 따라서 제2 노드 전압에 의해 제어되는 제1 래치(311)의 제8 트랜지스터(M8)는 턴 온되고 제9 트랜지스터(M9)는 턴 오프되어, 제1 노드(n1)는 논리 하이를 계속 유지한다. 또한, 제1 노드 전압에 의해 제어되는 제2 래치(313)의 제11 트랜지스터(M11)는 턴 오프되고 제12 트랜지스터(M12)는 턴 온되면서 제2 노드(n2)는 논리 로우를 계속 유지한다.If the input D immediately before the clock CK is logic high or the inverted clock CKB is logic low, then the first node voltage is also logic high and the second node voltage is logic low. The eighth transistor M8 of the first latch 311 controlled by the second node voltage is turned on and the ninth transistor M9 is turned off so that the first node n1 keeps the logic high . In addition, the eleventh transistor M11 of the second latch 313 controlled by the first node voltage is turned off and the twelfth transistor M12 is turned on so that the second node n2 keeps the logic low .

반전클럭에 의한 제2 단(330)의 전달 트랜지스터 턴 온The transfer transistor turn-on of the second stage 330 by the inversion clock

클럭(CK)이 논리 하이로 천이되어 반전클럭(CKB)이 논리 로우가 되면, 제2 단(330)의 전달 트랜지스터인 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 턴 온되어, 제1 노드 전압과 제2 노드 전압이 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)로 전달된다. The thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14 which are transferring transistors of the second stage 330 are turned on when the clock CK transits to a logical high and the inverted clock CKB becomes a logical low, The one node voltage and the second node voltage are transmitted to the third node n3 and the fourth node n4.

제3 노드와 제4 노드 전압의 풀 다운Pull down the third and fourth node voltages

피모스 트랜지스터인 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 턴 온되어 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 각각 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)로 전달하는 과정에서는 다소의 문제가 발생할 수 있다. In the process of turning on the first node voltage and the second node voltage to the third node n3 and the fourth node n4, respectively, the thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14, which are PMOS transistors, are turned on Some problems may arise.

피모스 트랜지스터는 턴 온이 되면 논리 하이인 제1 전원전압(Vdd)은 충분히 전달하지만, 논리 로우인 제2 전원전압(Vss)는 충분히 방전하지 못하고 Vtp 정도로 전달한다. 따라서 피모스인 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 턴 온되면서, 제3 노드 전압 또는 제4 노드 전압 중 논리 로우가 되는 쪽은 제2 전원전압(Vss)이 아닌 Vtp가 전달받는다. 여기서, Vtp는 피모스인 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)의 문턱전압이다. 도 4의 첫 번째 사이클처럼, 입력(D)이 논리 로우이면 제3 노드(n3)에 최초로 전달되는 전압은 Vtp가 된다. 반대로 입력(D)이 논리 하이이면 제4 노드(n4)에 최초로 전달되는 전압은 Vtp가 된다. When the PMOS transistor is turned on, the first power supply voltage Vdd, which is a logic high, is sufficiently transferred. However, the second power supply voltage Vss, which is a logic low, is not sufficiently discharged and is transferred to Vtp. Accordingly, the 13th transistor (M13) and the 14th transistor (M14), which are the PMOS transistors, are turned on, and the third node voltage or the fourth node voltage, which is logic low, is not the second power supply voltage (Vss) Receive. Here, Vtp is the threshold voltage of the thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14, which are the PMOS transistors. As shown in the first cycle of FIG. 4, if the input D is logic low, the voltage initially delivered to the third node n3 becomes Vtp. Conversely, if the input D is logic high, the voltage initially transmitted to the fourth node n4 becomes Vtp.

따라서, 제2 단(330)은 제3 노드 전압을 풀 다운시키는 제1 풀다운부와 제4 노드 전압을 풀 다운시키는 제2 풀다운부를 포함한다. 제15 및 16 트랜지스터(M15, M16)는 제1 풀다운부이고, 제17 및 18 트랜지스터(M17, M18)는 제2 풀다운부이다. 제1 풀다운부와 제2 풀다운부는 각각 논리 로우가 되는 제3 노드 전압 또는 제4 노드 전압을 제2 전원전압(Vss)까지 풀 다운시킨다. Thus, the second stage 330 includes a first pull down portion for pulling down the third node voltage and a second pull down portion for pulling down the fourth node voltage. The fifteenth and sixteen transistors M15 and M16 are a first pull down portion, and the seventeenth and eighteenth transistors M17 and M18 are a second pull down portion. The first pull-down portion and the second pull-down portion pull down the third node voltage or the fourth node voltage, which becomes logic low, to the second power source voltage Vss.

최종 출력(Q)Final output (Q)

최종 출력(Q)는 제4 노드(n4)에 연결된 제4 인버터(I4)에서 출력된다. 따라서 제4 노드 전압이 인에이블되고 제4 인버터(I4)를 통과하기 위한 하나의 게이트 지연 후에 출력(Q)이 최종 출력된다. The final output Q is output from the fourth inverter I4 connected to the fourth node n4. Thus, the fourth node voltage is enabled and the output Q is finally output after one gate delay to pass through the fourth inverter I4.

앞서 설명한 것처럼, 제3 노드(n3)에 별도의 인버터(미도시)를 배치할 경우에 출력(Q)와 비교하여 지연이 없는 반전출력(QB)를 얻을 수 있다. As described above, when a separate inverter (not shown) is arranged in the third node n3, an inverted output QB having no delay can be obtained as compared with the output Q.

한편 속도면에서도, 도 4를 참조하면, 하나의 사이클에서 클럭(CK)이 논리 하이가 된 후에, 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 턴 온되고 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)를 거쳐 최종 출력(Q)이 나오기 위해서는, I3 → M13/M14 → I4 만을 거치기 때문에 3개 게이트 지연으로 충분하다. 종래와 대비하면, 2 개 게이트 지연만큼 그 처리 속도가 개선된 것이다. 또한, 본 발명의 플립플랍(300)이 그 내부 클럭을 하나만 사용하기 때문에, 제2 단(330)에서의 3 게이트 지연이라는 처리속도는 입력(D)이 논리 로우인지 논리 하이인지 여부와 무관하다. 4, after the clock CK becomes logic high in one cycle, the thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14 are turned on and the third node n3 and the third node n3 are turned on. In order to output the final output (Q) through the fourth node (n4), a three gate delay is sufficient because only I3? M13 / M14? I4 pass. Compared with the conventional one, the processing speed is improved by a two-gate delay. Also, because the flip-flop 300 of the present invention uses only one of its internal clocks, the processing speed of the three-gate delay at the second stage 330 is independent of whether the input D is logic low or logic high .

제3 및 제4 래치의 동작The operation of the third and fourth latches

클럭(CK)이 논리 하이이거나 반전클럭(CKB)이 논리 로우인 구간에서 제21 트랜지스터(M21)와 제24 트랜지스터(M24)가 턴 오프되므로, 제3 래치(331)와 제4 래치(333)의 래치동작은 수행되지 않는다. 다만, 제21 트랜지스터(M21)와 제24 트랜지스터(M24)가 턴 오프되므로, 제2 전원전압(Vss)으로의 방전 경로를 차단한다. The third latch 331 and the fourth latch 333 are turned off because the twenty-first transistor M21 and the twenty-fourth transistor M24 are turned off in a period in which the clock CK is logic high or the inversion clock CKB is logic low. Is not performed. However, since the twenty first transistor M21 and the twenty fourth transistor M24 are turned off, the discharge path to the second power source voltage Vss is cut off.

이후에, 다음 사이클이 진행되어 클럭(CK)이 다시 논리 로우가 되고 반전클럭(CKB)이 논리 하이가 되면, 제13 트랜지스터(M13)와 제14 트랜지스터(M14)가 제1 단(310)과 제2 단(330)을 분리시킨다. 한편, 제21 트랜지스터(M21)와 제24 트랜지스터(M24)가 턴 온되므로, 제3 래치(331)와 제4 래치(333)가 지금 사이클의 데이터를 래치하게 된다. The thirteenth transistor M13 and the fourteenth transistor M14 are connected in parallel to the first stage 310 and the fourth transistor M14 when the next cycle proceeds and the clock CK becomes logic low again and the inverted clock CKB becomes logic high. Thereby separating the second stage 330. On the other hand, since the twenty first transistor M21 and the twenty fourth transistor M24 are turned on, the third latch 331 and the fourth latch 333 latch the data of the current cycle.

이상의 동작을 통해, 본 발명의 플립플랍(300)은 입력(D)을 래치하여 출력(Q)를 출력할 수 있다. Through the above operation, the flip-flop 300 of the present invention can latch the input D and output the output Q.

<다른 실시 예><Other Embodiments>

다른 실시 예에 의하면, 도 3의 제1 단(310)과 제2 단(330)이 도 3과 서로 반대로 연결될 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 플립플랍(500)은, 반전클럭(CKB)이 논리 로우일 때 동작하는 제10 단(510)과, 반전클럭(CKB)이 논리 하이일 때 동작하는 제20 단(530)을 구비한다. According to another embodiment, the first 310 and second 330 of FIG. 3 may be connected in reverse to FIG. 5, the flip-flop 500 according to another embodiment of the present invention includes a tenth stage 510, which operates when the inverted clock CKB is logic low, and a tenth stage 510 when the inverted clock CKB is logic high And a twentieth stage 530 that operates when the first stage is operated.

이 경우, 제10 단(510)은 논리 로우에서 동작하기 위하여 피모스인 전달 트랜지스터를 사용하여 지연입력(DD)과 반전입력(DB)을 각각 넘겨받게 되며, 풀업부 대신에 풀 다운부를 포함하게 된다. 따라서, 여기서의 제10 단(510)은 도 3의 제2 단(330)과 동일한 구조, 즉 도 3의 제13 내지 제24 트랜진스터(M13~M24)를 구비하되, 다만 지연입력(DD)과 반전입력(DB)을 각각 넘겨받아 처리한다. In this case, tenth stage 510 receives a delayed input DD and an inverted input DB, respectively, using a pumped transfer transistor to operate at a logic low, and includes a pull down portion instead of a pull up portion do. Thus, the tenth stage 510 here has the same structure as the second stage 330 of FIG. 3, that is, the thirteenth through twenty-fourth transducers M13 through M24 of FIG. 3, ) And an inverting input (DB), respectively.

제20 단(530)은 논리 하이에서 동작하기 위하여 엔모스인 전달 트랜지스터를 사용하여 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 각각 넘겨받게 되며, 풀다운부 대신에 풀업부를 포함하게 된다. 따라서, 여기서의 제20 단(530)은 도 3의 제1 단(310)과 동일한 구조, 즉 도 3의 제1 내지 제12 트랜진스터(M1~M12)를 그대로 구비하되, 다만 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 각각 넘겨받아 처리하게 된다. 출력버퍼인 제4 인버터는 그대로 제20 단(530)의 제2 노드(n2)에 연결된다. The twentieth stage 530 receives the first node voltage and the second node voltage, respectively, using a transfer transistor, which is an NMOS transistor, to operate at a logic high, and includes a pull-up portion instead of a pull-down portion. Therefore, the twentieth stage 530 here has the same structure as the first stage 310 of FIG. 3, that is, the first through twelfth transistors M1 through M12 of FIG. 3, Voltage and the second node voltage, respectively. The fourth inverter, which is the output buffer, is connected to the second node n2 of the 20th stage 530 as it is.

이러한 실시 예의 플립플랍은, 클럭(CK)의 네거티브 에지(negative Edge)에서 트리거되어 입력(D)를 래치하여 최종 출력(Q)를 구동하게 된다.
The flip-flop of this embodiment is triggered at the negative edge of the clock CK to latch the input D to drive the final output Q.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (14)

입력(D)을 반전시킨 반전입력(DB)을 출력하는 제1 인버터와, 상기 반전입력을 다시 반전시킨 지연입력(DD)을 출력하는 제2 인버터와, 클럭(CK)을 반전시킨 반전 클럭(CKB)을 출력하는 클럭버퍼와, 상기 반전클럭이 논리 하이(High) 일 때 동작하는 제1 단과, 상기 반전클럭이 논리 로우(Low)일 때 동작하는 제2 단을 구비하며,
상기 제1 단은, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 상기 지연입력과 반전입력을 각각 제1 노드와 제2 노드로 전달하는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터와, 제2 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제1 노드를 풀업시키는 제4 트랜지스터와, 제1 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제2 노드를 풀업시키는 제6 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 제1 노드 전압을 래치하는 제1 래치와, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 제2 노드 전압을 래치하는 제2 래치를 포함하며,
상기 제2 단은, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 제1 노드 전압과 제2 노드 전압을 각각 제3 노드와 제4 노드로 전달하는 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터와, 제4 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제3 노드를 풀다운시키는 제15 트랜지스터와, 제3 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제4 노드를 풀다운시키는 제17 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 제3 노드 전압을 래치하는 제3 래치와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 제4 노드 전압을 래치하는 제4 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
A first inverter for outputting an inverted input DB inverted from an input D, a second inverter for outputting a delay input DD which inverts the inverted input again, and a second inverter for inverting the clock CK And a second stage which operates when the inverted clock is logic high and a second stage which is operated when the inverted clock is logic low,
Wherein the first stage comprises: a first transistor and a second transistor for transferring the delayed input and the inverted input to the first node and the second node, respectively, when the inverted clock is logic high; A fourth transistor for pulling up the first node; a sixth transistor for pulling up the second node when the first node voltage is logic low; and a second transistor for pulling up the first node voltage when the inversion clock is logic low. And a second latch that latches a second node voltage when the inverted clock is logic low,
The second stage includes a thirteenth transistor and a fourteenth transistor for transferring the first node voltage and the second node voltage to the third node and the fourth node when the inverted clock is logic low, A seventeenth transistor for pulling down the fourth node when the third node voltage is logic high; and a seventh transistor for pulling down the third node voltage when the inverted clock is logic high A third latch and a fourth latch for latching a fourth node voltage when the inverted clock is logic high.
제1항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 엔모스 트랜지스터인 경우,
상기 제4 트랜지스터와 함께 상기 제1 노드와 제1 전원전압(Vdd) 사이에 마련되어 상기 반전입력이 논리 하이인 경우에 턴 오프되는 제3 트랜지스터와,
상기 제6 트랜지스터와 함께 상기 제2 노드와 제1 전원전압 사이에 마련되어 상기 지연입력이 논리 하인인 경우에 턴 오프되는 제5 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
The method according to claim 1,
When the first transistor and the second transistor are an NMOS transistor,
A third transistor which is provided between the first node and the first power supply voltage (Vdd) together with the fourth transistor and is turned off when the inverting input is a logic high;
And a fifth transistor which is provided between the second node and the first power supply voltage together with the sixth transistor and is turned off when the delay input is logic low.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터가 피모스 트랜지스터인 경우,
상기 제15 트랜지스터와 함께 상기 제3 노드와 제2 전원전압(Vss) 사이에 마련되어 제2 노드 전압이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제16 트랜지스터와,
상기 제17 트랜지스터와 함께 상기 제4 노드와 상기 제2 전원전압 사이에 마련되어 제1 노드 전압이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제18 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
3. The method according to claim 1 or 2,
When the thirteenth transistor and the fourteenth transistor are a PMOS transistor,
A sixth transistor provided between the third node and the second power supply voltage Vss together with the fifteenth transistor and turned off when the second node voltage is logic low;
And a seventeenth transistor provided between the fourth node and the second power supply voltage together with the seventeenth transistor and turned off when the first node voltage is logic low.
제1항에 있어서,
상기 제1 래치는 제1 전원전압(Vdd)과 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제7 트랜지스터, 제8 트랜지스터 및 제9 트랜지스터를 포함하며,
상기 제7 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제8 트랜지스터와 제9 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제2 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제1 노드에 연결되며,
상기 제2 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제10 트랜지스터, 제11 트랜지스터 및 제12 트랜지스터를 포함하며,
상기 제10 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제11 트랜지스터와 제12 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제1 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제2 노드에 연결된 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
The method according to claim 1,
The first latch includes a seventh transistor, an eighth transistor and a ninth transistor arranged between a first power supply voltage Vdd and a second power supply voltage Vss,
Wherein the seventh transistor is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock is logic low, and wherein the eighth transistor and the ninth transistor are connected such that each gate terminal is connected to the second node, Lt; / RTI &gt;
The second latch includes a tenth transistor, an eleventh transistor and a twelfth transistor arranged between the first power supply voltage and the second power supply voltage,
Wherein the tenth transistor is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock is logic low, and the eleventh transistor and the twelfth transistor have a gate terminal connected to the first node, And the flip-flop circuit is connected to the flip-flop circuit.
제1항에 있어서,
상기 제3 래치는 제1 전원전압(Vdd)과 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제19 트랜지스터, 제20 트랜지스터 및 제21 트랜지스터를 포함하며,
상기 제19 트랜지스터와 제20 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제4 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제3 노드에 연결되며, 상기 제21 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터이며,
상기 제4 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제22 트랜지스터, 제23 트랜지스터 및 제24 트랜지스터를 포함하며,
상기 제22 트랜지스터와 제23 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제3 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제4 노드에 연결되며, 상기 제24 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
The method according to claim 1,
The third latch includes a nineteenth transistor, a twentieth transistor and a twenty-first transistor disposed between a first power supply voltage Vdd and a second power supply voltage Vss,
Each of the nineteenth transistor and the twentieth transistor is connected to the fourth node and the interconnection node thereof is connected to the third node, and the twenty-first transistor is turned on when the inversion clock is logic high Pull-down transistor,
The fourth latch includes a twenty-second transistor, a twenty-third transistor, and a twenty-fourth transistor disposed between the first power supply voltage and the second power supply voltage,
Each of the twenty-second transistor and the twenty-third transistor is connected to the third node, the interconnection node thereof is connected to the fourth node, and the twenty-fourth transistor is turned on when the inversion clock is logic high Wherein the flip-flop circuit is a pull-down transistor.
제1항에 있어서,
제4 노드 전압을 반전시켜 최종 출력(Q)를 구동하는 제4 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
The method according to claim 1,
And a fourth inverter for inverting the fourth node voltage to drive the final output (Q).
제6항에 있어서,
제3 노드 전압을 반전시켜 반전출력(QB)를 구동하는 별도의 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
The method according to claim 6,
Further comprising a separate inverter for inverting the third node voltage to drive the inverted output (QB).
입력(D)을 반전시킨 반전입력(DB)을 출력하는 제1 인버터와, 상기 반전입력을 다시 반전시킨 지연입력(DD)을 출력하는 제2 인버터와, 클럭(CK)을 반전시킨 반전 클럭(CKB)을 출력하는 클럭버퍼와, 상기 반전클럭이 논리 로우(Low)일 때 동작하는 제10 단과, 상기 반전클럭이 논리 하이(High)일 때 동작하는 제20 단을 구비하며,
상기 제10 단은, 상기 반전클럭이 논리 로우일때 상기 지연입력과 반전입력을 각각 제3 노드와 제4 노드로 전달하는 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터와, 제4 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제3 노드를 풀 다운시키는 제15 트랜지스터와, 제3 노드 전압이 논리 하이일 때 상기 제4 노드를 풀 다운시키는 제17 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 하이일 때 제3 노드 전압을 래치하는 제3 래치와, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 제4 노드 전압을 래치하는 제4 래치를 포함하며,
상기 제20 단은, 상기 반전클럭이 논리 하이일때 상기 제3 노드와 제4 노드 전압을 각각 제1 노드와 제2 노드로 전달하는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터와, 제2 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제1 노드를 풀업시키는 제4 트랜지스터와, 제1 노드 전압이 논리 로우일 때 상기 제2 노드를 풀업시키는 제6 트랜지스터와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 제1 노드 전압을 래치하는 제1 래치와, 상기 반전클럭이 논리 로우일 때 제2 노드 전압을 래치하는 제2 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
A first inverter for outputting an inverted input DB inverted from an input D, a second inverter for outputting a delay input DD which inverts the inverted input again, and a second inverter for inverting the clock CK A tenth stage that operates when the inverted clock is logic low and a twentieth stage that operates when the inverted clock is logic high,
The tenth stage includes a thirteenth transistor and a fourteenth transistor for transferring the delayed input and the inverted input to the third node and the fourth node respectively when the inverted clock is logic low, A seventeenth transistor for pulling down the fourth node when the third node voltage is logic high; a seventeenth transistor for pulling down the third node voltage when the inverted clock is logic high; 3 latch and a fourth latch for latching a fourth node voltage when the inverted clock is logic high,
Wherein the twentieth stage comprises: a first transistor and a second transistor for transferring the third and fourth node voltages to a first node and a second node, respectively, when the inverted clock is logic high; A sixth transistor for pulling up the second node when the first node voltage is logic low; and a sixth transistor for pulling up the first node voltage when the inverted clock is logic low A first latch and a second latch for latching a second node voltage when the inverted clock is logic low.
제8항에 있어서,
상기 제13 트랜지스터 및 제14 트랜지스터가 피모스 트랜지스터인 경우,
상기 제15 트랜지스터와 함께 상기 제3 노드와 제2 전원전압(Vss) 사이에 마련되어 상기 반전입력이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제16 트랜지스터와,
상기 제17 트랜지스터와 함께 상기 제4 노드와 상기 제2 전원전압 사이에 마련되어 상기 지연입력이 논리 로우인 경우에 턴 오프되는 제18 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
9. The method of claim 8,
When the thirteenth transistor and the fourteenth transistor are a PMOS transistor,
A sixth transistor, which is provided between the third node and the second power supply voltage (Vss) together with the fifteenth transistor and is turned off when the inverting input is logic low;
And a seventeenth transistor provided between the fourth node and the second power supply voltage together with the seventeenth transistor and turned off when the delay input is logic low.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터가 엔모스 트랜지스터인 경우,
상기 제4 트랜지스터와 함께 상기 제1 노드와 제1 전원전압(Vdd) 사이에 마련되어 제4 노드 전압이 논리 하이인 경우에 턴 오프되는 제3 트랜지스터와,
상기 제6 트랜지스터와 함께 상기 제2 노드와 제1 전원전압 사이에 마련되어 제3 노드 전압이 논리 하인인 경우에 턴 오프되는 제5 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
10. The method according to claim 8 or 9,
When the first transistor and the second transistor are an NMOS transistor,
A third transistor which is provided between the first node and the first power supply voltage Vdd together with the fourth transistor and is turned off when the fourth node voltage is logic high;
And a fifth transistor which is provided between the second node and the first power supply voltage together with the sixth transistor and is turned off when the third node voltage is logic low.
제8항에 있어서,
상기 제3 래치는 제1 전원전압(Vdd)과 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제19 트랜지스터, 제20 트랜지스터 및 제21 트랜지스터를 포함하며,
상기 제19 트랜지스터와 제20 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제4 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제3 노드에 연결되며, 상기 제21 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터이며,
상기 제4 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제22 트랜지스터, 제23 트랜지스터 및 제24 트랜지스터를 포함하며,
상기 제22 트랜지스터와 제23 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제3 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제4 노드에 연결되며, 상기 제24 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 하이인 경우에 턴 온되는 풀다운 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
9. The method of claim 8,
The third latch includes a nineteenth transistor, a twentieth transistor and a twenty-first transistor disposed between a first power supply voltage Vdd and a second power supply voltage Vss,
Each of the nineteenth transistor and the twentieth transistor is connected to the fourth node and the interconnection node thereof is connected to the third node, and the twenty-first transistor is turned on when the inversion clock is logic high Pull-down transistor,
The fourth latch includes a twenty-second transistor, a twenty-third transistor, and a twenty-fourth transistor disposed between the first power supply voltage and the second power supply voltage,
Each of the twenty-second transistor and the twenty-third transistor is connected to the third node, the interconnection node thereof is connected to the fourth node, and the twenty-fourth transistor is turned on when the inversion clock is logic high Wherein the flip-flop circuit is a pull-down transistor.
제8항에 있어서,
상기 제1 래치는 제1 전원전압(Vdd)과 제2 전원전압(Vss) 사이에 배치된 제7 트랜지스터, 제8 트랜지스터 및 제9 트랜지스터를 포함하며,
상기 제7 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제8 트랜지스터와 제9 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제2 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제1 노드에 연결되며,
상기 제2 래치는 상기 제1 전원전압과 제2 전원전압 사이에 배치된 제10 트랜지스터, 제11 트랜지스터 및 제12 트랜지스터를 포함하며,
상기 제10 트랜지스터는 상기 반전클럭이 논리 로우인 경우에 턴 온되는 풀업 트랜지스터이며, 상기 제11 트랜지스터와 제12 트랜지스터는 각 게이트 단자가 상기 제1 노드에 연결되고 그 상호 연결 노드가 상기 제2 노드에 연결된 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
9. The method of claim 8,
The first latch includes a seventh transistor, an eighth transistor and a ninth transistor arranged between a first power supply voltage Vdd and a second power supply voltage Vss,
Wherein the seventh transistor is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock is logic low, and wherein the eighth transistor and the ninth transistor are connected such that each gate terminal is connected to the second node, Lt; / RTI &gt;
The second latch includes a tenth transistor, an eleventh transistor and a twelfth transistor arranged between the first power supply voltage and the second power supply voltage,
Wherein the tenth transistor is a pull-up transistor that is turned on when the inverted clock is logic low, and the eleventh transistor and the twelfth transistor have a gate terminal connected to the first node, And the flip-flop circuit is connected to the flip-flop circuit.
제8항에 있어서,
제2 노드 전압을 반전시켜 최종 출력(Q)를 구동하는 제4 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
9. The method of claim 8,
And a fourth inverter for inverting the second node voltage to drive the final output (Q).
제13항에 있어서,
제1 노드 전압을 반전시켜 반전출력(QB)를 구동하는 별도의 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플립플랍 회로.
14. The method of claim 13,
Further comprising a separate inverter for inverting the first node voltage to drive the inverted output (QB).
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